JP3478541B2 - 調整可能な人工関節 - Google Patents

調整可能な人工関節

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JP3478541B2
JP3478541B2 JP52561096A JP52561096A JP3478541B2 JP 3478541 B2 JP3478541 B2 JP 3478541B2 JP 52561096 A JP52561096 A JP 52561096A JP 52561096 A JP52561096 A JP 52561096A JP 3478541 B2 JP3478541 B2 JP 3478541B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、特許請求の範囲1の前文で規定される種類
の義足関節あるいは義足のような調整可能な人工関節に
関する。
足ブレードが弾性体であると同時に、足の一部を形成
する足ブレードに対する足の角度を敏捷で、段階的でな
く、スムーズに調整する義足は、スウェーデン特許A−
第901184−2号から公知である。この特許に示されてい
る解決策は、適正に機能しているが、支柱、レール、ボ
ール・ナット機構、ブレーキ・停止手段のような多数の
機械部品を組み込んでおり、それによって、この特許に
よる義足をかなり高価にし、スペースを要求しかなり多
数の部品を要する構造となっている。
本発明の目的は、上記の特許による義足と同じ高い機
能性を有するが、よりわずかな機械部品を組み込むの
で、あまりスペースも要求しなくて、従来の解決策より
も製造するのにあまり高価でないようにすることができ
る義足等のような調整可能な人工関節を提供することに
あり、これは、この構造に特許請求の範囲の特徴部分で
規定された特徴を提供することで達成された。
図面の簡単説明 下記に、本発明は、添付図面で概略的に示される実施
例に関してさらに説明されるだろう。
図1は、本発明による調整可能な義足関節の実施例を
側面からの断面で示し、 図2は、それの中に組み込まれたバルブに対するロッ
クニュートラ位置の、それのかかと部分に加えられた負
荷を有する、本発明による義足の対応する図であり、 図3は、最大限後方へ曲げられた位置の図1に対応す
る断面図における本発明による多少改良された義足を示
し、 図4は、最大限前方に曲げられた位置の、開いた位置
のバルブを有する図3による足の人工装具を示す対応図
であり、 図5は、開いたバルブを有し、最大限後方へ曲げられ
た位置の図4に対応する図であり、 図6は、図5によるバルブハウジングの前方から直接
見た端面図であり、 図7は、側面図におけるバルブハウジングを示し、 図8は、上方から直接見るようなバルブハウジングを
示し、 図9は、図6〜図8のバルブハウジングの下部側面の
図であり、 図10は、側面図の本発明による調整可能な足首関節を
示し、 図11は、いかに図10による足首関節が多数の異なる、
従来公知の足人工装具の一つとともに使用できるかを部
分的に断面で示し、および 図12a〜図12eは、本発明による人工関節が横に傾斜が
できるように一緒に組み立てることができる別の関節を
概略的に示している。
発明の詳細な説明 図1には、ソケットが、例えば、それ以上示されない
従来の方法で、図示されていない下側の骨の部分に取り
付けられることを目的としているその曲がった覆いの表
面から本質的に半径方向から突き出ているほぼ垂直なソ
ケット4を有するほぼ円筒状の、断面が円形の曲がった
チャンバ3の形のハウジング2を組み込んでいる本発明
による足首関節人工装具1が断面で示されている。円筒
状の曲がったチャンバ3の中央の部分には、固定され
た、ほぼ半径方向の中間の壁5が備えられている。この
壁は、チャンバ3を2つのほぼ等しい大きい円形の曲が
った、部分的には円形のシリンダ3a、3bに細分割し、シ
リンダの湾曲軸と一致する回転軸を有するハブ6に接続
されている。これらの2つのシリンダ3a、3bのそれぞれ
のシリンダには、一定の相互の間隔を有する連続的なピ
ストン対を形成するように相互接続されており、シリン
ダの湾曲軸に一致するように曲げられたピストン8、9
の各々が備えられている。ピストンは、従来の密封装置
10、例えば、溝の中に備えられているOシーリング・リ
ングでシリンダ壁を保護するために密封されている。
図1に示された実施例では、チャンバ3と付属ソケッ
ト4との間の中間の壁は、チャンバ3内のシリンダ3aの
中の1つにつながっている第1の溝と、第2のチャンバ
3bに通じている図示されていない第2の溝を有するバル
ブハウジング11として設計されている。バルブハウジン
グ11には、図示されている位置では開いているので、2
つのシリンダ3a、3bとの間を自由につなげることができ
る、回転可能に配置されているバルブ本体13が備えられ
ている。このバルブ本体13は、付属シリンダによって配
置され、図示された例では、操作手段14、例えば、回転
レバーによって回転できる。この図による足首人工装具
に接続されているのは、ハブ6の周りに回転できるよう
に配置され、図示された中立の位置では、ピストンの中
の1つと接触している上向きに面している面16を有して
いる足プレート15である。次に、本実施例における足プ
レート15は、他のピストンと接触している可撓性の圧縮
できる材料の緩衝体18を支えるかかとプレート17に接続
されている。
各ピストン8、9と中間の壁5の対向する面との間の
自由空間が適当な流動性媒体を取り囲む事によって、付
属ソケット4が、関連の足プレートあるいは足ブレード
に関して所望の角度に角度的に非常に容易に調整できる
ことは、バルブ本体13の開いた位置の異なるシリンダ3
a、3bの間の流動性媒体の流れを減衰させるような適当
な溝を特定の寸法にすることで可能である。
流動性媒体として、粘弾性の集合体、例えば、ホウ素
−シロキサン−エラストマーを使用することによって、
シーリングの精度に対する高い要求がないので、これに
関して多数の長所が得られる。このことは、あまり高価
でない製造に寄与する、協働するシーリング面に対する
製造許容範囲が減少することができることを意味する。
粘弾性の集合体は、より急速な動きの流れに対してより
大きな抵抗力を与えるようにさらに作動するので、流れ
溝、バルブハウジング及びバルブの製造時の精度を減少
させることができる。これにもかかわらず、本発明は、
流動性媒体としてこのような粘弾性の集合体を使用する
ことに限定されないで、一般的な作動油も使用できる。
しかしながら、それによって、製造許容範囲に対する要
求は増加される。
図2には、図1に対応する図に、義足21と解釈される
本発明が示され、それによって、図1による足首関節人
工装具1に比べて唯一の差異は、足プレート15がかかと
20を有する足ブレード19に接続されている。足ブレード
は、従来公知であり、炭素繊維材等で作られたシートで
あることが好ましい。その可撓性によって、足ブレード
19は、足プレート15の下部面の曲がりに当たって接触す
るように歩行時に曲がる。
図3には、図2による義足の修正された実施例が示さ
れ、それによって互いに完全に一致する2つの実施例の
細部には同一の参照番号が示されている。
このように、この場合、義足21は、2つのチャンバシ
リンダ3a、3bを分離し、ピストン8、9を収容する中間
の壁5′を有していて、前記中間の壁5′は、回転可能
なバルブ本体23のための座22に対して設計されている。
図3において、バルブ本体は閉じられた位置にあり、そ
れによって歩行時に直角をなす足の角度を一定に維持す
る。この図には、かかとを踏みつけた状態が図示されて
いて、それによって、緩衝体18は見て分かるように圧縮
されている。歩行時の動きでかかとの部分は荷重から解
放され、緩衝体18は再び最初の大きさに拡大される。
例えば、ある種のスポーツ活動に関して、足の角度を
変える必要がある場合、異なるかかとの高さの靴などの
間で変えるとき、図4に示されるようなバルブ本体23が
開かれ、つながっているシリンダ3a、3bの流動性媒体
は、2つのシリンダの間を流れることができる。どちら
かの傾斜をしている付属ソケット4に圧力を加えると、
一定の互いの距離にある2つのピストン8および9は中
間の壁5′との関係で移動し、それによって、足ブレー
ドに対する付属シリンダ4の傾斜は変えられる。これに
よって、流動性媒体の体積は、中間の壁5′の一方の側
で増加するのに対して、中間の壁の他方の側では対応す
る程度まで減少される。そこで、バルブ本体23が閉じた
位置に切り替えられると(図3を参照)、義足は、足ブ
レードに対して新しい停止角度位置をとる。
図4には、最大限まで前方に傾斜する位置に変えたこ
の角度位置が示されているが、バルブ本体23は、移動経
路に沿ってどこでも開閉されるので、完全に段階的でな
い調整ができる。
図5には、バルブ本体23が開いている場合、いかに付
属ソケット4が最大限の後方傾斜位置まで移動されるか
が対応して示され、それによって、足プレート15に最も
近接して位置しているピストン8は、丁度図4による位
置にあるように足プレート15に係合する。この最大限に
後方に傾斜する角度位置で、緩衝ブロック18はまだ圧縮
されないのに対して、後部ピストン9と中間の壁5′と
の間の空間がその最小の大きさである同時に、前部ピス
トン8と中間の壁5′との間の空間は最大の空間であ
る。
図6は、そのハウジング2と、付属ソケット4とハブ
の湾曲軸7とを有する本発明による人工関節を平面正面
図で示す。
図7は、その付属ソケット4およびそれの湾曲の軸7
を有するハウジングおよび人工関節のバルブを操作する
実現可能な装置の平面側面図を示し、この装置は、ハウ
ジングの中で回転できるように支えられたシャフト25と
レバー24を一体的に有し、このハウジングにおいて、シ
ャフト25は、レバーの回転運動をバルブ本体23に伝達す
るように適合され、レバー24の自由側面は、装着者によ
って操作できる操作ケーブル26に接続でき、角度調整が
望まれる場合、人工装具の装着者がケーブルを引っ張っ
て、それによってバルブを開く。ケーブルの引っ張る力
がなくなると、図示されていないスプリングはバルブを
閉じた位置に戻すように配置されている。
図8には、人工関節のハウジングが上の方からの平面
図で示され、図9には、同じものが下の方からの平面図
で示されている。
図10には、図1による人工足首に比べて多少修正され
ている人工足首の実施例が側面図で示されている。この
場合、まさしく人工関節は、例えば、図3による義足に
よる実施例に対応しているのに対して、一方、足プレー
ト15のみならず足ブレードも欠いている。その代わり
に、本実施例による人工関節には、前部ピストンに対し
て片方の面を形成する下部部材15′が装備されている。
この下部部材15′にはそれに取り付けられたボルト27が
装備されている。
図11に概略的に示されているように、この人工足首
は、図示されているように、ワッシャ28およびナット29
によって義足30の中の溝に取り付けることができる簡単
な方法で、既に市販されている義足とともに使用するこ
とができる。
図12a〜図12eには、本発明による人工関節が、本発明
による人工関節のジョイント軸に対してほぼ直角に設け
られた第2のジョイント軸とともにいかにして形成する
ことができるかが概略的に示されている。足人工装具と
して人工関節をこのように使用する場合、足の関節を横
方向に傾斜させる可能性も得られる。このように、図12
aには、本発明による人工関節の回転軸が前方から水平
(あるいは後側から水平)な図で示され、それによっ
て、この回転軸7のための支持ブラケット31は、回転軸
7にほぼ垂直に延びるピボットジャーナルの周りに軸ピ
ンのまわりを旋回させることができるように支えられて
いる。この図には、いかに関節がピボットジャーナル32
の周りに横方向に傾斜することができるかが示されてい
て、図12bには、反対方向への対応する傾斜が示されて
いる。この仕方により、両足が相互に広く離れて位置さ
れるとき、足の関節を、例えば、足の関節の垂直な傾斜
に対応するなどのように角度的に足を十分調整すること
ができる。
図12cには、支持ブラケット31およびジャーナル32が
側面図で示されており、この図から、例えば、ポリウレ
タンで作られている緩衝ブロック35が位置決めされてい
る凹所が、ベースプレート33と支持ブラケット31の間に
どのように備えられているかが分かる。図12dに示され
ているこのような緩衝ブロックは、図12aおよび図12bか
ら分かるように、溝34の各面から挿入され、横方向の振
動運動を圧縮の下で緩衝する。
図12eには、別の関節が上の方からの図で示されてい
る。
本発明は、それに関して図示され、記載された実施例
に限定されるものでなく、修正は添付の特許請求の範囲
の範囲内で可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−39994(JP,A) 特開 昭57−86339(JP,A) 米国特許2470480(US,A) 英国特許出願公開762695(GB,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61F 2/66 A61F 2/74

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】人工関節(1、21)を、該人工関節(1,2
    1)に協働する本体部に取り付けるための取付部を構成
    する取付手段(4)と、該取付手段(4)に対して角度
    変位可能に接続された細部(17、19、15′)との間の角
    度関係の設定を主に行うために、前記角度変位を許容あ
    るいは阻止する動作を可能とする手段を備えた、人工足
    首あるいは義足のような調節可能な人工関節において、 前記手段は、流動性媒体を収容する2つの連通チャンバ
    部(3a、3b)によって構成され、前記チャンバ部間に
    は、切換自在なバルブ(13、23)が備えられ、前記バル
    ブは、開及び閉位置間で切り換え可能であり、該人工関
    節は、ピストン(8,9)として設計された少なくとも1
    つの本体を有し、前記ピストンは、前記チャンバ部に対
    して回転可能に、かつ該チャンバ部の中で移動可能に配
    置され、さらに前記ピストンは、前記2つのチャンバ部
    の相対的な大きさを変えるために、前記バルブが開けら
    れて、前記ピストンを前記チャンバ部の中で変位させる
    ための外部の切り換え力を受けたときに、前記チャンバ
    部間の流動性媒体の流動を許容し、前記バルブが閉じら
    れたとき、前記流動性媒体のオーバーフローを阻止し、
    かつ、前記バルブを閉じることによってそのときの角度
    位置を固定する人工関節であって、前記連通チャンバ部
    (3a,3b)は、実質的に円筒状で、かつ、断面形状が湾
    曲したチャンバ(3)の形状でハウジング(2)に設け
    られ、前記チャンバ(3)は、該チャンバ(3)を前後
    に位置する2つの湾曲したチャンバ部(3a,3b)に分割
    する中間壁(5,5′)を有し、前記バルブ(13,23)は、
    前記中間の壁(5、5′)に関係付けられて前記バルブ
    ハウジング(11)に備えられていることを特徴とする人
    工関節。
  2. 【請求項2】各前記チャンバ部あるいはシリンダ(3a、
    3b)には、該チャンバ部あるいはシリンダ(3a,3b)の
    中で移動可能なピストン(8,9)がそれぞれ装備され、
    各前記ピストンは、相互接続され、前記シリンダ間の前
    記バルブ(13、23)を通した流動性媒体の流れに基づい
    て、前記中間の壁に対して均一に変位することを特徴と
    する請求項1に記載の人工関節。
  3. 【請求項3】人工関節が義足の一部を形成し、かつ/あ
    るいは義足に取り付け可能である手段(17、19、15′)
    が装備されていることを特徴とする請求項2に記載の人
    工関節。
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